Angepasste Zerspanprozesse für bleifreie Kupferwerkstoffe

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Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen

Gezielte KSS-Zuführung schafft flüssigen Spanformer

Durch die gezielte Zuführung dringt der Kühlschmierstoff bis nah an die Schneidkante in die Kontaktzone zwischen Werkzeug und Spanunterseite ein. Dort bildet sich ein Flüssigkeitskeil aus, von dem eine hydrodynamische Kraft auf die Spanunterseite wirkt, die den Effekt eines flüssigen Spanformers hat [5]. Durch den Einsatz dieser zielgerichteten Hochdruck-KSS-Zufuhr konnte sogar beim Längsdrehen sehr lang spanender bleifreier Kupferwerkstoffe ein kontrollierter Spanbruch bei Vorschüben kleiner 0,05 mm erzielt werden (Bild 6).

Der dafür erforderliche KSS-Druck betrug teilweise lediglich 25 bis 40 bar, in Einzelfällen sogar nur 6 bar. Die zielgerichtete Hochdruck-KSS-Zufuhr hat darüber hinaus den Vorteil, dass auch beim Einsatz von Schneidplatten ohne Spanleitstufe guter Spanbruch erzielt werden kann. Dies eröffnet die Möglichkeit, lang spanende bleifreie Kupferwerkstoffe, die beim Einsatz von Hartmetall einen erhöhten Werkzeugverschleiß verursachen, mit glatten Schneidplatten aus polykristallinem Diamant (PKD) zu bearbeiten und dadurch die Werkzeugstandzeit, das Zeitspanvolumen und die Oberflächenqualität signifikant zu steigern.

Literatur

• [1] Deutsches Kupferinstitut: Kupfer – Vorkommen, Gewinnung, Eigenschaften, Verarbeitung, Verwendung. Düsseldorf: Deutsches Kupferinstitut, 1999.

• [2] Klocke, F. und W. König: Fertigungsverfahren Drehen, Bohren, Fräsen, 8. Auflage. Berlin: Springer-Verlag, 2008.

• [3] Deutsches Kupferinstitut: Richtwerte für die spanende Bearbeitung von Kupfer und Kupferlegierungen. Düsseldorf: Deutsches Kupferinstitut, 2010.

• [4] European Environment Agency: Heavy Metal Emissions (EEA EU 27).

• [5] Klocke, F.: Hochdruck-Kühlschmierstoffzufuhr senkt die Werkzeugtemperatur. MM Maschinenmarkt 36 (2011), S. 124-128.

* Prof. Dr.-Ing. Fritz Klocke ist Mitglied des Direktoriums des Werkzeugmaschinenlabors (WZL) der RWTH Aachen. Dipl.-Ing. Dieter Lung ist Oberingenieur der Abteilung Zerspantechnologie und Dipl.-Ing. Christoph Nobel ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren des WZL der RWTH Aachen.

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